In een verrassende ontdekking hebben onderzoekers ontdekt dat E. coli-bacteriën sneller zwemmen in siroopachtige vloeistoffen dan in water. Dit onverwachte gedrag daagt het conventionele begrip van bacteriële voortbeweging uit en zou implicaties kunnen hebben voor het begrijpen van hoe bacteriën zich in verschillende omgevingen verplaatsen. De bevindingen van het onderzoeksteam werden gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Fluids.

Met behulp van microfluïdische experimenten en theoretische modellen voerden de onderzoekers een gedetailleerde analyse uit van het zwemgedrag van E. coli in vloeistoffen met verschillende viscositeiten. Verrassend genoeg constateerden ze dat E. coli sneller zwom in vloeistoffen met een hogere viscositeit, die op siroop of honing lijken, dan in water of vloeistoffen met een lage viscositeit.

Om dit ongewone fenomeen te verklaren, doken de onderzoekers in de werking van bacterieel zwemmen. E. coli stuwt zichzelf voort door zijn flagellen te laten draaien, die werken als kleine propellers. In vloeistoffen met een lage viscositeit, zoals water, kunnen de flagella vrij roteren, wat resulteert in een efficiënte voortstuwing. In vloeistoffen met een hoge viscositeit ondervinden de flagellen echter meer weerstand, waardoor ze langzamer roteren en minder stuwkracht genereren.

Interessant genoeg ontdekten de onderzoekers dat de verhoogde weerstand ook leidt tot een verandering in het zwemtraject van E. coli. In vloeistoffen met een lage viscositeit heeft E. coli de neiging in rechte lijnen te zwemmen. In vloeistoffen met een hoge viscositeit nemen de bacteriën daarentegen een meer tuimelende beweging aan, gekenmerkt door frequente richtingsveranderingen.

Volgens het onderzoeksteam zou dit tuimelende gedrag een belangrijke aanpassing kunnen zijn waardoor E. coli effectiever kan bewegen in stroperige omgevingen. Door de tuimelende beweging kunnen bacteriën hun omgeving efficiënter verkennen en gunstiger omstandigheden vinden om te overleven.

De onderzoekers zijn van mening dat dit inzicht in hoe E. coli reageert op verschillende viscositeiten licht zou kunnen werpen op de manier waarop bacteriën door verschillende omgevingen navigeren, zoals het menselijk lichaam, de bodem of industriële omgevingen. De bevindingen zouden ook kunnen bijdragen aan het ontwerp van microfluïdische apparaten die bacteriële bewegingen manipuleren of bacteriën scheiden op basis van hun beweeglijkheid.

Hoewel het zwemgedrag van E. coli in vloeistoffen met een hoge viscositeit op het eerste gezicht contra-intuïtief lijkt, toont het het opmerkelijke aanpassingsvermogen van micro-organismen aan hun omgeving aan. Door conventionele aannames ter discussie te stellen, biedt dit onderzoek nieuwe inzichten in de complexe mechanismen die de bacteriële motiliteit en het ecologische succes bepalen.